球的内部构造由月壳.ppt

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1、月球的内部构造由月壳，月幔和月核组成，月球上仍有火山爆发,月球的内部构造是什么样子，这关系到它的起源与演化。20世纪60年代人类第一次登上月球之后，人类才开始对月球的内部逐渐有所了解。根据天然和人工月震所提供的资料表明，月球跟地球一样，也可以分成月壳，月幔和月核等层次。月壳厚约60-65千米，它最上部的1000-2000米主要是月壤和岩石碎块。月壳以下到1000千米处是月幔，有人把月幔的下限定在1388千米深处。月幔的部分占了月球一半以上的体积，主要由相当于地球上的基性岩和超基性岩组成，物质密度一般超过每立方厘米3.5克，下层可能略低5。从月幔以下直到1740千米深处的月球中心为月核，主要由铁

2、，镍，硫等组成。月核的温度大致在1000摄氏度-1600摄氏度之间。,1956年10月26日，一位天文学家发现，照片上的阿尔芬斯环形山变得模糊不清了。这可能是因为火山在喷发，喷出来的气体使它的轮廓变得模糊了。1958年11月3日，另一个天文学发现环形山内的中央峰呈现一种不寻常景色，环形山显出了红色，接着，中央峰的亮度突然增加了几乎1倍。种种迹象表明，这是一次火山爆发。1959年10月23日，人们又一次观测到阿尔芬斯环形山内的火山爆发，而且这次活动的规模比一年前的那次大得多。,根据宇航员们在月球上建立的自动月震站的记录，月球上经常发生月震。月架月震仪曾经测得过10000次月震。此外，长期的观测还

3、发现，月球上的一些小环形山，如著名的林内环形山，慢慢缩小消失了，留下一片白斑，而有的环形山在变大起来。“阿波罗”号飞船带回来的月球溶岩,回到月球？柯南首发于南方周末 2004-01-15 布什迈向谋求连任的一小步，是航天事业的一大步吗？美国总统布什最近运气不错。尽管伊拉克的“大规模杀伤性武器”毫无踪影，一个月前美军已经在提克里特的地窖里抓获了萨达姆；上个星期勇气号在火星成功着陆又成功地掀起了一次火星热。或许他认为现在是让一个传闻变成现实的时候了。上周末，白宫的官员对新闻界证实，布什总统将在本周宣布一项新的载人航天计划很可能就是载人登月和载人登火星计划。,并非空穴来风上个星期四，白宫的新闻发言人

4、麦克莱伦（Scott McClellan）告诉同乘“空军一号”前往华盛顿的记者们，布什总统将在下周宣布新的航天计划。“总统让他的政府全面的评估我们的航天政策，包括（各个计划的）优先级别，以及航天计划的未来。下周总统在这个问题上有更多要说的东西。”尽管麦克莱伦当时拒绝透露任何更详尽的内容，这不完全是一个令人吃惊和捉摸不透的消息，因为自从去年8月以来，从国会山到NASA，一直流传的这样一种说法：布什总统可能要重新启动登月计划。上一次出现这种说法是在一个多月之前。当时有报道说，布什总统将在纪念莱特兄弟成功飞行100周年的纪念会议上宣布这一消息。然而布什在那次会议上只字未提重新登月。但是这不等于这一传

5、闻完全是空穴来风。麦克莱伦和另外一些可靠的消息来源都证实了布什几个月以来一直让专家研究制定新的航天计划。来自华盛顿的消息表明，布什将要宣布的这一计划包括花10年时间实现重新登月并在月球建立定居点。更惊人的计划是：以月球作为基地实现载人登火星。要完全实现个目标需要超过30年时间，花费可能超过上万亿美元。,布什选择这个时候提出新的载人航天计划，显然具有某些用意。几天之后，布什将发表他的国情咨文。更重要的是，布什正在谋求2004年连任总统。“本身空间探测尤其是火星探测是一个极其振奋人心的事情，当年阿波罗计划在美国民众中产生了巨大的影响，起到了振奋民心的作用。”国际太空杂志的副主编庞之浩在电话中接受南

6、方周末的采访时说。“另一个因素是，“勇气号”成功登陆火星并发回了清晰的照片。布什利用这个机会提出新的计划，也是比较和时宜的。”每当大选来临之际，总统候选人总会提出一些“大计划”来吸引选民的注意。尼克松在谋求连任的时候提出了航天飞机计划（但是尼克松连任后不久就因为水门事件丑闻而下台了）；里根在谋求连任的时候提出了自由号空间站的计划也就是今天国际空间站的前身。因此，不难理解布什会在同样的时候提出类似的航天计划。竞选之外的一些因素也可能对布什提出这项计划产生影响。“尽管布什的这项宣言与他谋求连任的选举活动相符合，然而我怀疑，要不是一年前哥伦比亚号航天飞机失事，它可能根本不会出现，”奥伯格（James

7、 Oberg）告诉南方周末。奥伯格曾在美国宇航局（NASA）休斯敦控制中心工作了22年，现在是一位著名的航天观察家。“去年8月，哥伦比亚事故调查委员会建议白宫给NASA提供一个长期空间发展计划，以便于NASA做出更好的短期计划。布什的这个计划似乎就是对调查委员会的一个回应。”,月球在距今42-39亿年前就已经基本形成 大多数天文学家认为，月球和地球是太阳系的同一个区域内形成的。它们的原始物质是气体与尘粒，混在一起的就叫作“星子”。空间中的无数星子由于碰撞，逐渐形成较大的星子。大星子又逐渐吸引周围的星子而变得更大起来，这一过程叫作“碰撞吸积”。最大的星子后来形成地球及其它行星，而较小的形成月球。

8、月球刚形成时很热，覆盖月面的是由炽热的熔岩构成的岩浆层，逐渐冷却后形成现在的月壳。大约距今46-42亿年前，月壳上古老的山地已经形成。大约距今42-39亿年前，月球遇上了大规模的陨星袭击，大的撞击形成了主要的月海盆地。撞击时的溅射物堆集成山脉。在陨星雨减弱以后，月球内巨大的熔岩流喷出月面，流进从前被陨星撞击形成的盆地中。熔岩在那里凝固，逐渐形成暗黑的平原。月海的熔岩不是在一次火山活动中喷出的，它们是在近10亿年时间内不断从月球内部流出的。结果，月海的表面上交织着纵横交错的熔岩物质。距今31-8亿年前，又形成了大量的月坑，溅射物形成的辐射纹消失。距今8亿年前又产生一些年轻的环形山，它们有明显的辐

9、射纹。月球演化的最后阶段是寂静的时代，这就是人们现在所看到的月面。这是美国研制发射的“伽利略”号宇宙探测飞船拍摄下来的月球表面图像,从月球到火星听上去有点像时光倒流，14年前也有一位布什总统如今布什总统的父亲提出了一项重新登上月球的计划。在1989年纪念阿姆斯特朗登上月球20周年的纪念会上，老布什总统提出花5000亿美元重新启动登月计划并最终登上火星。这项计划虽然大胆，却因为天文数字的预算而遭到了国会的否决。这一次小布什总统将要提出的计划与他父亲的计划并不相同，但是花费却更高可能高达10000亿美元。来自华盛顿的消息称，布什打算从2005财政年度开始，要求国会多拨给NASA8亿美元，作为计划的

10、启动资金，用于研制无人探测器为载人登月作准备工作。布什还打算在至少未来5年时间内，让NASA的预算每年增加5%目前NASA一年的经费是150亿美元左右，其中超过35亿美元花在了航天飞机上。合众国际社（UPI）得到的资料表明，如果重新启动登月计划，美国将使用称作CEV的新的航天器。CEV的结构类似于阿波罗计划中使用的飞船。并且在投入使用之后，CEV也可能用于替代目前处于尴尬境地的航天飞机，作为往返国际空间站的交通工具。但是NASA不会在2007年之前实现CEV的无人原型机的飞行。美国人重返月球的时间可能不会早于2013年。,要重返月球，美国不会像上次那样做重复性的工作。上次阿波罗计划是探索性质的

11、，这次可能要作开发工作、要建立定居点。做很多工作，包括勘测地点、新的登月飞船的设计、如何在月球上就地取材。所以要进行全面的研究和大量的投资。”庞之浩说。如果美国打算把CEV作为国际空间站的交通工具、登月和登火星的飞船，那么这既是一种合理的选择，也是一项巨大的挑战。“两个任务（登月和登火星）需要很多类似的硬件。（这样一来）你只要花50%的费用就能实现两个目的。”奥伯格说。这也意味着人类在已经实现登上月球30多年之后仍然需要很多准备时间。“我们现在认识到，我们不知道如何建造能够工作足够长时间的飞船，并且不知道如何在长达3年的火星任务中如何保护人类乘员。这实在是太大的一步。”奥伯格说，“从现在开始花

12、10年时间准备登月将让我们学会应对这些事情，并且也能验证我们是否已经学会了这些。然后我们就能使用这些新的知识在10年之后准备登上火星。”如果能克服这些技术障碍，那么以月球作为出发点前往火星，可能是一个合理的选择。“这是一个非常好的方案，”庞之浩评论说。“可以在月球开发资源、建设军事基地、带动技术，还可以作为理想的科学观测站。月球的质量比较小，只有地球的1/6。从月球上发射去火星的飞船，所需的燃料就比较少。所以月球很有可能作为去火星的前哨基地”,布什将要宣布的计划，也不可避免的让人想到，它会不会让40多年以前美苏两国进行的太空竞赛在新世纪重演。“我觉得在目前的状况下尤其是在目前的大政治背景下，那

13、种纯粹的政治竞赛不会在重演了。而且目前没有一个国家能像美国那样花那么多钱做这种事情，”庞之浩说。“但是由于现代的空间探测主要是为科学目的和经济目的。从经济上考虑更多一些，可能会有竞赛，但是和以前的完全不一样。当然有些国家也有这个登月的考虑。像印度，它一直想争当亚洲第一大国，它想在航天上全面领先。”庞之浩也表示，这一计划“对于我国不会有什么太大的影响。我们只是密切关注，尤其是某些技术点我们会紧密跟踪。他不会全面实施的话，即使是部分实施，对未来还是很有帮助的。但我们不会跟美国在这个问题上搞任何竞赛。”,有人欢喜有人忧几个月以来，人们在这个问题上（即便只是传闻）表现出了不同的态度。据华盛顿邮报报道，

14、美国几个主要的航天承包商表示欢迎布什的这项计划。“说实话，30年以来NASA在任何管理上都没有清晰的方向。如果这项计划是真的，布什总统将真正提出了一个好的计划，并为NASA提供指导方针。看上去他们会为这项计划注入资金，”洛克希德马丁公司的库茨说（Michael Coats）。即便不考虑登月和登火星的计划，在国际空间站完全建成之后，剩下的几架航天飞机可能就会退役。NASA可能会用200亿美元设计和建造新一代的载人航天器。这对洛克希德马丁公司或者波音公司这样的企业来说也意味着一大笔订单。但是，与无论如何也要替换航天飞机相比，登月和登火星的计划如果没有得到国会的批准，那么它将永远是纸上谈兵。布什的父

15、亲所经历的挫折完全可能再次发生。据估计，美国目前的财政赤字大约是5000亿美元，相当于美国年GNP的4.5%左右。并且在未来的几年，战后“婴儿潮”（人口大量出生）的一代将普遍进入退休的年龄，社会福利将给财政带来很大的压力，很难说布什和他的继任者能够把钱奢侈的花在登月项目上。,几个大的太空计划的前车之鉴也让人们对布什的计划产生怀疑。“国际空间站上一个由总统提出的太空计划是决策错误的绝好例子。对这个计划的政治和财政支持总是很冷淡，这也就是里根提出在10年内建成空间站，却花了两倍以上时间的原因，”去年12月11日自然的社论评论说。并且，作为一个不太喜欢科学并且在科学政策上遭到广泛批评的总统，突然表现

16、出对太空的热心，这让人感到奇怪。自然杂志的社论指出，“（布什）在成为总统前对太空毫无兴趣，例如，在他6年的得克萨斯州州长生涯中，他从未去过休斯敦的约翰逊宇航中心。如果他这样做的唯一动机是为了大选之年、或者为宇航员创造就业机会，那么NASA和美国人民应该说谢谢，但是不必了。”事实上，美国民众对布什的这一计划的反应也比较平淡。根据美联社12日进行的一次民意测验，在接受询问的1000名美国人中，尽管大多数人认为美国应该继续进行载人航天事业，他们对布什的新计划的反应则比较平淡。48%的人喜欢这项计划，同样也有48%的人反对它。当被问及到底应该用机器人还是人类进行月球和火星探索的时候，有58%的人认为应

17、该使用机器人，38%支持人类亲自进行勘查。,这一调查结果与肯尼迪总统1962年发表“我们选择登月”的演讲之后公众所表现出来的态度大致一样，但是今天的世界已经与过去的世界不同了。“你不能在（伊拉克）战争、减税和经济不景气的情况下花数以十亿计美元上太空，”密歇根大学的一位退休研究员Dallas Hodgins在接受美联社采访的时候说，“你如何能为全部这些付账？我看不出（登月）在道义上是正确的。”自从布什总统上任以来，他那鲁莽的作风和决策失误让他赢得了“悲惨的错误”（miserable mistake）的称号。布什即将公布的这项计划也是迈向谋求连任的一小步，是航天事业的一大步吗？,火星的早晨 碧声这

18、是一个有关火星的热闹季节。正在遥远红色行星的两侧慢吞吞地爬行的两架小小机器，吸引着全世界的注意，各种媒体以挖掘明星八卦的劲头关注着“勇气”和“机遇”号这对双生兄弟俩每天的起居。本打算与它们一争短长的“猎兔犬2号”自着陆以来便一声不吭，不过“火星快车”仍在环火星轨道上顺利运行并且颇有收获，总算没有让这场表演成为美国人的专场。火星上有没有水或有没有生命的话题已经不新奇，为什么现在格外热闹？花这么多力气派几台机器去几千万公里外去看石头，究竟是为了什么呢？,幻想与现实火星，太阳系第四行星，地球的邻居。与太阳系其它的几个行星相比，以地球为标准，火星不太大也不太小，离太阳不太近也不太远，与地球一样有白色的

19、极冠，每昼夜的长度与地球非常相近24小时37分钟。这使人有理由想到，如果生命还能在太阳系内其它星球上生存，火星是非常有希望的候选者。19世纪就有人认为火星上有海洋和水道，此后，翻译的失误与眼睛的错觉使美国科学家洛威尔相信火星上存在一个巨大的运河网，聪明的火星人从两极取水灌溉赤道的农田。科幻小说推波助澜，使许多人觉得火星上有文明是理所当然之事。1938年美国一家电台以科幻小说为蓝本编造了火星人攻打地球的假消息，这个恶作剧让人们信以为真，引起了社会恐慌与混乱。,这大概要算科学打碎梦想的另一件罪状罢近距离照片显示，火星表面毫无疑问是一片荒原，没有智慧生命的痕迹。曾勾起无数新幻想的奇特地貌“火星上的人

20、脸”，在更清晰的照片中显示为一座普通的平顶山。但科学界对火星上有生命的期望并没有泯灭，不过期望的对象早就从聪明的八爪鱼或小绿人变成了微生物。他们为了一块从南极拣到的火星陨石里的某些痕迹是否古代细菌遗物而争吵现在多数人倾向于认为那些弯弯曲曲的痕迹并不是生命过程产生的并一再向火星派出探测器试图探个究竟。在人类看来，火星上的生存环境很差：大气异常稀薄，而且主要成分是二氧化碳；平均气温零下63摄氏度。但地球上有一些微生物能在极端环境下生存，例如海底火山口、极地冰湖、沙漠。以微生物的标准，火星上的环境也不算太离谱。环境严酷到什么程度时生命绝对无法存在，我们还划不出这条界限。因此，如果满足某种基本条件，理

21、论上说来火星上可能有微生物。这个条件就是水。,生命之水水对生命是必不可少的，因此人们在火星上寻找生命的第一步就是看那里有没有水。当然水与生命的这种关系纯粹是以地球生命为基础总结出来的，理论上我们并不能否认宇宙中有可能存在不需要水的异类生命。但是既然我们现在所知的生命形式只有地球上的这一类，当然只能根据现有对生命的认识去寻找外星生命。此外，如果在火星上找到大量的水储藏，人类在火星上生活的现实可能性就增加了许多。,1997年首次于火星着陆的“火星探路者”并没有挖出生命的迹象，但收集到许多表明火星上可能曾经发生洪水的线索。越来越多的数据使科学家相信，几十亿年前，年轻的火星可能曾是温暖湿润、适宜生命栖

22、居的世界。后来，这些水有一部分可能散失到太空中了，有一部分则渗入地下结成了冰。有科学家提出，火星地下可能有大量的水冰，如果全部融掉，火星会被500米深的海洋所覆盖。但这些结论都是以间接证据为基础的：某些地貌特征看起来像洪水侵蚀的结果，探测表明火星极冠中有大量的氢原子，等等。火星上真的有水吗？是冰还是液态水？这些充满希望而总得不到证实的想法，几年来一直挠得人心里发急。,飞往火星自1960年以来，人类一共发射过38个火星探测器成功率很低，有好些个探测器还没离开发射架就夭折了。人造飞行器于1965年首次到达火星附近，完成了飞掠。使探测器成功进入环火星轨道已经很难，要成功着陆就更难。迄今成功进入环火星

23、轨道的9个探测器中，包括“勇气”和“机遇”号在内，只有6个成功着陆。2003年底，日本的火星探测器“希望”号失去了进入环火星轨道的最后一线希望；2004年初，欧洲的着陆探测器“猎兔犬2号”离开“火星快车”奔向火星表面后一去无消息。考虑到这是日本和欧洲各自第一次探测火星，失败没有什么可嘲笑的。火星绕太阳运转的轨道呈椭圆形，它与地球的距离在5600万公里至4.01亿公里之间变化不定。2003年8月，火星到达6万年来与地球最近的地方，因此现在是一个探测火星的绝好时机。每隔17年火星会靠近地球一次，但这次格外的近，下一次这么近要等到公元2287年。所以美、欧、日都急急忙忙地发射探测器，其中大多数以找水

24、为首要目标。只有“猎兔犬2号”雄心勃勃，打算分析火星土壤、计算其中碳同位素比例，寻找生命存在的直接证据，当然欧航局已经彻底放弃已经死掉的“猎兔犬”，现在说这些都没用了。,火星快车的新发现现在我们终于可以肯定地回答“火星上有水”。有趣的是，找到这迄今唯一的直接证据的，并不是正大出风头的“勇气”与“机遇”号，而是因为丢失了“猎兔犬”而有一点郁闷的“火星快车”。1月23日，欧洲航天局宣布，“火星快车”上的红外线相机对火星南极地区上空水蒸气中的分子进行了分析，确认火星南极地区存在冰冻的水。“火星快车”携带了一台名叫欧米加光谱仪的仪器，它可以接收火星表面反射的太阳光。反射的光线遇到火星表面或空气中的不同

25、元素其波长会发生改变，分析这些光线波长的变化，就能判断火星特定地区地表成分。对火星南极某一地点的探测表明，光谱中存在与水的特征完全相同的谱线。欧洲航天局专家一致认为这是火星有水最直接的证据。火星上目前正值夏天，高温使火星南极巨大的干冰冰盖部分融化消散，没能将冰盖下的水冰完全覆盖，使人们得以直接探测到水冰。“火星快车”尚未探测出裸露水冰的具体储量。人们也不清楚这些冰冻水是长期存在于火星南极，还是夏季融化蒸发、冬季凝固。,“火星快车”还证实了一个猜想：火星之水的去向。如果远古时代的火星曾经洪水奔腾，现在为什么会这样干燥？科学家认为，太阳风会把水分子从火星上“刮走”。太阳风是太阳抛出的高能粒子流，它

26、们冲击大气、带走水分子，在火星背朝太阳的一面留下一个类似于彗星彗尾的东西。在漫长的岁月中，大量的水就这样逃逸到了外层空间。“火星快车”的观察表明，太阳风的确在使火星损失水分子。,勇气和机遇1月4日火星当地时间早上8点多，在披头士的摇滚乐早上好、早上好的呼唤下，“勇气”号在火星的古谢夫环形山中醒了过来，准备在接下来的几个月里慢慢地伸懒腰、翻跟斗、活动手脚、爬来爬去、东瞧西看，在周围的石头上敲敲打打。古谢夫环形山位于火星赤道南部，可能是几十亿年前一颗小行星撞击形成的，一些地理特征显示它很像一个干涸的湖。“勇气”号在这里着陆，就是为了研究它是否曾经真的是一个湖。它一度发生故障与地面失去联系，但终于康

27、复并继续工作。2月7日，它在一块足球大小的石头上钻了一个直径45.5毫米、深2.65毫米的孔，准备分析里面的物质、研究这块石头的地质特征进而推测火星地质史。这是人类第一次在火星岩石上钻孔。,在火星的另一面，“机遇”号于1月24日成功着陆。它的着陆点非常靠近科学家划定的火星本初子午线（即经度0度之处），称为“子午线平原”（或“梅尼迪亚尼平原”）。选择在这里着陆的原因是，以前的探测表明，这一区域可能有多达20%的面积蕴藏着赤铁矿。赤铁矿物通常在有液态水的环境下生成，因此视作是火星上曾经有水的证据，科学家对“机遇”号找到水寄予了比“勇气”号更大的希望。,“机遇”号传回了火星土壤和岩石的显微照片，在其

28、中一些照片上，有着表面光滑的圆石头。有科学家认为这是液态水侵蚀形成的，就像地球上的鹅卵石。但也有人说，火山爆发或陨星撞击都可能产生类似的石头：圆形的岩浆滴或液态玻璃珠在落地之前就凝固了。另一方面，赤铁矿也有可能在火山活动中形成。因此一些科学家认为，现在断定子午线平原上曾经发过洪水实在太早了。“机遇”号会对这些石头作进一步分析。也许最好的办法是将来取些岩石样本带回地球来，观察一下内部结构就能断定它们是在火山还是在洪水中形成的。最早的返回式火星探测计划将在2011年实施。“勇气”和“机遇”号是不会回来的了。它们靠太阳能电池板工作，日出而作、日落而息。地面控制中心的科学家也跟着按火星时间表生活，拉上窗帘不管地球上现在是几点钟。随着火星离太阳越来越远、探测器上的太阳能电池板也蒙上越来越多的灰尘，电池产生的动力会越来越弱。可能着陆三个月后，它们就得不到足够的能量进行夜间保暖，从此冻僵在原地。环火星飞行的“火星快车”会坚持得久一点，不过它终究会在火星引力的拉扯下坠毁。,“勇气”和“机遇”号现在还没有什么大消息要宣布。对它们收集到的数据和图像，科学家可能要作几个月甚至几年的分析才能得出一些有意思的结论。空间探测本来就是这样的。,